玻璃钢管道制品具有质量轻、耐腐蚀、可设计性好等优点,使其广泛应用于石油、化工、船舶、市政给排水等领域。管道插接形成的相贯结构在庞大复杂的管道系统中普遍存在,因此需要对缠绕成型后的玻璃钢管道进行插接相贯线的切割加工,而玻璃钢管道相贯线目前普遍采用传统的手工方式进行切割加工,手工方式存在切割质量差、精度误差大及加工效率低等缺陷,而且现场工作环境恶劣,劳动强度高,切割产生的粉尘对工人的身体造成极大伤害。因此迫切需要研发全自动玻璃钢管道相贯线铣削工作站,替代人工铣削,减少对工人健康的伤害,提升玻璃钢管道相贯线铣削的质量和效率。由于工业机器人相较于数控切割设备具有高柔性、成本低和高智能化等优点,因此本文选用机器人开发全自动玻璃钢管道相贯线铣削工作站。本文设计了基于KR 210机器人的玻璃钢管道相贯线铣削工作站。为确定铣刀在玻璃钢管道相贯线上各轨迹点的铣削厚度,避免出现管道未切透或过切等问题,推导了玻璃钢管道主管内壁相贯线曲线方程,根据坡口向量与主管外壁的空间几何关系,推导出了主管外壁铣削轨迹的曲线方程,建立了相贯线坡口模型,并根据坡口模型和铣刀直径的空间几何关系,确定了相贯线各轨迹点的铣削厚度和机器人铣刀末端的位置和姿态。根据玻璃钢管道特点及切割工艺要求对机器人工作站控制系统的硬件结构与软件系统进行了设计,利用Visua1 Studio 2010开发了上位机的人机交互界面,运用TIA Portal V13编写了下位机S7 1200 PLC的执行程序。最后对本机器人工作站提高铣削和质量的功能进行了实验验证,利用三维表面轮廓光学测量仪扫描出了相贯线坡口的玻璃纤维表面情况,测量了表面粗糙度,对实验数据进行了对比和分析,得出了本机器人工作站能够提高玻璃钢管道相贯线的铣削质量和效率的结论。本文研制的机器人工作站能够根据具体的工艺要求,通过计算主管内径、主管壁厚、支管外径、偏转角度、偏差距离和坡口角度等加工参数,确定管道相贯线上各轨迹点铣削厚度,根据铣削厚度选择铣刀深入的合适长度,在铣削过程中有效避免了铣刀未切透和过切碰撞等问题,提高了玻璃钢管道相贯线的铣削质量和效率。